CN101325355A - 洗衣机用三相绕组y接线单相电容运转电动机 - Google Patents

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Abstract

一种洗衣机用三相绕组Y接线单相电容运转电动机，额定输出功率40～250W，额定转差率0.12±0.03；定子铁心冲片为方形尺寸108±1mm和4角倒有圆弧的方圆外形，24槽等齿宽均布，并以齿为对称中心，在所述4角圆弧段各设置4个深槽，4直线段各设置2个浅槽；定子嵌线为三相4极，单层，节距为5，第1相分布于浅槽，第2相和第3相分布于深槽，第2相与第3相绕组的有效匝比为1，三相绕组的末端连结在一起，第2相和第3相绕组的始端连接电容器，第2相和第3相绕组的始端之一和第1相的始端连接单相电源；其特征是：第1相与第2相的有效匝比为0.3±0.1。按照该匝比的电动机可较好地兼顾产品标准关于启动和运行的性能要求，获得较好的性能。

Description

洗衣机用三相绕组Y接线单相电容运转电动机
技术领域
本发明涉及一种洗衣机用三相绕组Y接线单相电容运转电动机，在国际专利分类表中，分类属于H02K17/08或H02K3/28。
背景技术
洗衣机用单相电容运转电动机传统上使用二相绕组，现有技术提出了使用三相绕组。三相绕组的电动机定子具有星形或三角形连接的三相绕组及其连接单相电源二极的二个输入端子和经电容器连接所述单相电源其中一极的第3个输入端子。三相绕组的相带通常为π/3，小于二相绕组的相带π/2，有利于提高绕组系数和削弱危害严重的三次谐波。其中星形连接又称Y接线，对避免谐波的影响更有利。其进一步设计是使用外方形异形槽定子冲片，以提高材料的利用率，可见于中国发明专利申请公开说明书CN85102499A《节省材料的洗衣机用电动机》和《单相异步电动机及其应用(合成电流分析方法)》(孙云鹏，机械工业出版社1987年北京第1版)。使用外方形异形槽定子冲片和三相绕组的洗衣机用单相电容运转电动机，比传统电动机增加了许多设计变量，磁路和电路变得相当复杂，至今未见比较完整和准确的研究和设计方法，导致设计调整困难，难以获得较佳的性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提出一种洗衣机用三相绕组Y接线单相电容运转电动机的电磁结构，达到技术方案简单明了，方便设计调整，以获得较佳的性能。
本发明解决所述技术问题的技术方案是，一种洗衣机用三相绕组Y接线单相电容运转电动机，额定输出功率40～250W，额定转差率0.12±0.03；定子铁心冲片为方形尺寸108±1mm和4角倒有圆弧的方圆外形，24槽等齿宽均布，并以齿为对称中心，在所述4角圆弧段各设置4个深槽，4直线段各设置2个浅槽；定子嵌线为三相4极，单层，节距为5，第1相分布于浅槽，第2相和第3相分布于深槽，第2相与第3相绕组的有效匝比为1，三相绕组的末端连结在一起，第2相和第3相绕组的始端连接电容器，第2相和第3相绕组的始端之一和第1相的始端连接单相电源；第1相与第2相的有效匝比为0.3±0.1。
该技术方案针对洗衣机用单相电容运转电动机常见的输入输出要求和外方形异形槽定子冲片，巧妙地提出了涉及使用外方形异形槽定子冲片和三相绕组的洗衣机用单相电容运转电动机的各相绕组有效匝比的适当设计范围。经过大量计算和实验验证，按照该匝比的范围，在铁心冲片已定的情况下，设计变量可减少至3个：匝数、铁心长度和电容量，大大简化了该电动机多变量设计和调整的工作量，因而所设计的电动机可较好地兼顾产品标准关于启动和运行的性能要求，获得较好的性能。
进一步设计二种槽的槽底与冲片外沿的最短距离大致相等，其达到等轭宽，使铁心得到更充分合理的利用。所提出的该设计原则即可以传统产品均匀槽冲片的尺寸为基础得到异形槽的尺寸，大大简化设计和调整的工作量。
本发明技术方案及其典型设计将在具体实施方式中进一步说明。
附图说明
以下附图用于说明本发明的具体实施方式。
图1是本发明第1实施例电动机定子冲片图；
图2是本发明第2实施例电动机定子冲片图；
图3是本发明实施例电动机绕组展开和接线图。
具体实施方式
本发明实施例洗衣机用单相电容运转电动机定子冲片如图1或图2所示，绕组分布和接线如图3所示。它是在现有技术的一种符合国家行业标准JB/T3758要求的洗衣机用单相电容运转电动机(额定电压220V，频率50Hz，输出功率140W，转速1325r/m；电容器容量12μF)的基础上，对其定子铁心和绕组修改设计而成。
本发明实施例电动机沿用现有技术该电动机的结构包括：
——见图1，定子冲片方形尺寸B1＝108mm(开料情况会使B1设计值有±1mm差异)，4角圆弧直径A1＝114mm，内径D1＝70mm；24槽圆底槽，平行齿等齿宽，以齿为对称中心均布，槽口高ho1和ho2为0.7mm，槽口宽bso1和bso2为0.7mm，槽肩斜角zs1和zs2为30°，上底宽bs11和bs12为24.5mm；
——铁心长度33mm；
——连接单相电源U的中性线的引出线A，跨接电容器的二引出线B和C，单相电源U的相线连接引出线B或C；
——鼠笼转子和其它机械机构。
本发明第1实施例电动机对现有技术该电动机设计调整如下：
——定子冲片如图1所示，4角圆弧段上的各4个槽均改深如Z2，主要是腰高增加为hs11＝9.5mm；4直线段各2个槽均改浅如Z1，主要是腰高减少为hs12＝5.7mm；这样处理后，各部分轭宽约为9mm，使定子铁心得到更充分合理的利用，刚性也增加了。
——绕组按图3嵌线为三相4极、单层和节距为5，线径均为0.41mm；第1相4个线圈串联依次分布于第4和第9槽，第15和第10槽，第16和第21槽，第3和第22槽，共8个浅槽，每槽导体数均为65，始端从第22槽引出，末端从第4槽引出；第2相4个线圈串联依次分布于第24和第5槽，第23和第18槽，第12和第17槽，第11和第6槽，共8个深槽，每槽导体数均为192，始端从第6槽引出，末端从第24槽引出；第3相4个线圈串联依次分布于第20和第1槽，第19和第14槽，第8和第13槽，第7和第2槽，共8个深槽，每槽导体数均为192，始端从第2槽引出，末端从第20槽引出；第1相的始端接引出线A，第2相的始端接引出线B，第3相绕组的始端接引出线C，三相绕组的末端连结在一起。
改进后的电动机保持原有性能，但节铜超过100克，且槽满率降低，改善了嵌线工艺。
本发明第2实施例电动机与第1实施例电动机的差异主要在于：
——额定输出功率150W，转速1280r/m；
——定子冲片如图2所示，由于安装方式的改变，4角圆弧段的直径扩大为138mm，轭宽因而增加，减少了该部分磁压降，有利于性能改善；
——绕组线径0.42mm，第1相每槽导体数58，第2相和第3相每槽导体数186。
本发明第3实施例电动机与第2实施例电动机的差异主要在于：
——输出功率180W，转速1345r/m，电容器容量14μF；
——铁心长度38mm；
——绕组线径0.45mm，第1相每槽导体数54，第2相和第3相每槽导体数166。
本发明第4实施例电动机与第2实施例电动机的差异主要在于：
——额定电压120V，频率60Hz，输出功率130W，转速1595r/m；电容器容量30μF；
——铁心长度30mm；
——绕组线径0.58mm，第1相每槽导体数35，第2相和第3相每槽导体数93。
本发明第5实施例电动机与第2实施例电动机的差异主要在于：
——额定电压127V，频率60Hz，输出功率160W，转速1535r/m；电容器容量32μF；
——铁心长度35mm；
——绕组线径0.58mm，第1相每槽导体数20，第2相和第3相每槽导体数88。
以上实施例电动机经实验，均符合国家行业标准JB/T3758要求。
以上设计的电动机的三相绕组均按照星形连接(又称Y连接)，当然也可以是三角形连接：三相绕组的首末端按相序依次相连，第1相绕组二端跨接电容器，其中一端和第2、3相的公共端连接电源。在相同电源电压下，三角形连接的相电压理论上为星形连接1.76倍，各相绕组每槽导体需大致为星形连接1.76倍，线截面相应缩小为1/1.76。电容器电容量可作实验调整。

Claims (8)

1、一种洗衣机用三相绕组Y接线单相电容运转电动机，额定输出功率40～250W，额定转差率0.12±0.03；定子铁心冲片为方形尺寸108±1mm和4角倒有圆弧的方圆外形，24槽以齿为对称中心等齿宽均布，在所述4角圆弧段各设置4个深槽(Z2)，4直线段各设置2个浅槽(Z1)；定子嵌线为三相4极，单层，节距为5，第1相分布于浅槽(Z1)，第2相和第3相分布于深槽(Z2)，第2相与第3相绕组的有效匝比为1，三相绕组的末端连结在一起，第2相和第3相绕组的始端连接电容器，第2相和第3相绕组的始端之一和第1相的始端连接单相电源；其特征在于：第1相与第2相的有效匝比为0.3±0.1。
2、按照权利要求1所述洗衣机用三相绕组Y接线单相电容运转电动机，其特征在于：所述浅槽和深槽的槽底与冲片外沿的最短距离大致相等。
3、按照权利要求1或权利要求2所述洗衣机用三相绕组Y接线单相电容运转电动机，其特征在于：
——所述定子铁心冲片方形尺寸为108mm，内径70mm；
——所述浅槽和深槽均为圆底槽，槽口高(ho1，ho2)0.7mm，槽口宽(bso1，bso2)为0.7mm，槽肩斜角(zs1，zs2)30，上底宽(bs11，bs12)4.5mm；浅槽底宽(bs22)5.8mm，腰高(hs12)5.7mm；深槽底宽(bs21)6.8mm，腰高(hs12)9.5mm。
4、按照权利要求3所述洗衣机用三相绕组Y接线单相电容运转电动机，其特征在于：额定电压120V，频率60Hz，输出功率130W，转速1595r/m；电容器容量30μF；铁心长度(L)30mm；绕组线径0.58mm，第1相每槽导体数35，第2相和第3相每槽导体数93。
5、按照权利要求3所述洗衣机用三相绕组Y接线单相电容运转电动机，其特征在于：额定电压220V，频率50Hz，输出功率140W，转速1325r/m；电容器容量12μF；铁心长度(L)33mm；绕组线径0.41mm，第1相每槽导体数65，第2相和第3相每槽导体数192。
6、按照权利要求3所述洗衣机用三相绕组Y接线单相电容运转电动机，其特征在于：额定电压220V，频率50Hz，输出功率150W，转速1280r/m；电容器容量12μF；铁心长度(L)33mm；绕组线径0.42mm，第1相每槽导体数58，第2相和第3相每槽导体数186。
7、按照权利要求3所述洗衣机用三相绕组Y接线单相电容运转电动机，其特征在于：额定电压127V，频率60Hz，输出功率160W，转速1535r/m；电容器容量32μF；铁心长度(L)35mm；绕组线径0.58mm，第1相每槽导体数20，第2相和第3相每槽导体数88。
8、按照权利要求3所述洗衣机用三相绕组Y接线单相电容运转电动机，其特征在于：额定电压220V，频率50Hz，输出功率180W，转速1345r/m；电容器容量14μF；铁心长度(L)38mm；绕组线径0.45mm，第1相每槽导体数54，第2相和第3相每槽导体数166。
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